применяется их теплоизоляция с помощью различных материалов и конструкций (минеральная вата, стекловата, асбест, войлок и т.п.).

Конструктивно теплоизоляция может быть мастичной, оберточной, засыпной

ит.п.

Вкачестве средств индивидуальной защиты применяются фибровые и дюралевые каски, защитные очки, наголовные маски с откидными экранами и др.

Лечебно-профилактические мероприятия включают предварительные и периодические медицинские осмотры в целях предупреждения и ранней диагностики заболеваний у работающих.

3.5.7 Лазерные излучения

Источники и биоэффекты лазерных излучений

Оптические квантовые генераторы (ОКГ) или лазеры оцениваются как одно из самых перспективных достижений науки и техники двадцатого века.

В лазерной технике, как части квантовой электроники, для генерации, преобразования и усиления электромагнитных колебаний используются квантовые явления.

Слово «лазер» – аббревиатура слов английского выражения «Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation» – усиление света вынужденным излучением.

Широкое применение ОКГ в промышленности для обработки материалов (резка, точечная сварка, сверление отверстий, закалка), медицине (диагностика, хирургия глаза, нейрохирургия), военном деле, науке и других областях ставит вопрос о защите работающих от опасных и вредных факторов лазеров и лазерных технологических установок.

При работе с источниками лазерных излучений (ЛИ) персонал может подвергаться воздействию излучения высокой интенсивности в ультрафиолетовом, видимом и инфракрасном диапазонах, воздействию рентгеновского и радиочастотного излучения, воздействию высокого электрического напряжения (в несколько кВ), а также загазованности и запыленности воздуха при обработке лазерным лучом синтетических материалов (стеклотекстолит и др.). Однако основным поражающим фактором является интенсивность лазерного излучения - прямого, отраженного и рассеянного.

Лазерное излучение может генерироваться в диапазоне длин волн от 0,2 до

195

1000 мкм, который в соответствии с биологическим действием, разбивается на следующие области спектра:

-ультрафиолетовая – от 0,2 до 0,4 мкм;

-видимая – от 0,4 до 0,75 мкм;

-ближняя инфракрасная – от 0,75 до 1,4 мкм;

-дальняя инфракрасная – более 1,4 мкм.

Биологическое воздействие лазерного излучения зависит от его интенсивности (энергетической экспозиции в импульсе Н или энергетической освещенности Е); длины волны излучения λ; длительности импульса τ; частоты следования импульсов f; продолжительности воздействия t; площади облучаемого участка S; биологических и физико–химических особенностей облучаемых тканей и органов.

Биологические эффекты ЛИ делятся на две группы: первичные, возникающие в результате термического воздействия, – органические изменения в облучаемых тканях, и вторичные, возникающие в результате нетеплового воздействия на весь организм (функциональные нарушения в центральной нервной системе, сердечно–сосудистой системе и др.). Первичные эффекты обусловливаются главным образом энергетическими характеристиками излучения, а вторичные – его качественными параметрами (λ, τ, f и др.).

Основными критическими органами при облучении лазерным излучением являются глаза и открытые участки тела (кожа). Наибольшую опасность ЛИ представляют для глаз. Роговица и хрусталик легко повреждаются и теряют прозрачность под действием излучений различных диапазонов. В диапазоне 0,4– 1,4 мкм опасность для зрения резко возрастает, так как для этих длин волн оптическая среда глаза является прозрачной и фокусирует попадающие во входной зрачок глаза излучения на плоскость сетчатки. Это может привести к тому, что освещенность сетчатки превысит освещенность роговицы во много раз. В результате возможно разрушение и термокоагуляция тканей и потеря зрения. Вероятность поражения зрения увеличивается при большем диаметре зрачка, что имеет место в темных или слабо освещенных помещениях.

Интенсивное облучение кожи может вызывать в ней различные изменения – от легких функциональных, сопровождающихся покраснением, до тяжелых патологических, включая омертвение. При этом возможно повреждение не только кожи, но и внутренних тканей и органов, особенно, когда луч ОКГ фокусируется внутри облучаемой ткани.

196

По степени опасности генерируемого излучения лазеры подразделяются на четыре класса. Определение класса лазера основано на сравнении его выходной энергии (мощности) и предельно допустимых уровней при однократном воздействии генерируемого излучения.

Клазерам I класса (безопасные) относятся полностью безопасные лазеры, то есть такие лазеры, выходное прямое (поллимированное) излучение которых не представляет опасности при облучении глаз и кожи.

Лазеры II класса (малоопасные) – это лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении кожи или глаз человека только прямым излучением (поллимированным пучком).

Клазерам III класса (опасные) относятся лазеры, выходное излучение которых представляет опасность при облучении глаз прямым и диффузно отраженным излучением на расстоянии 10 см от отражающей поверхности и при облучении кожи только прямым излучением. Этот класс распространяется только на лазеры, генерирующие излучение с длиной волны от 0,4 до 1,4 мкм.

Четвертый класс (высокоопасные) включает такие лазеры, диффузно отраженное излучение, которых представляет опасность для глаз и кожи на расстоянии 10 см от отражающей поверхности.

Класс опасности лазерного изделия (технологической установки) определяется классом используемого в нем лазера.

Класс опасности лазера устанавливается предприятием–изготовителем по выходным характеристикам излучения расчетным методом.

Нормирование и гигиеническая оценка лазерных излучений

Нормируемыми параметрами лазерного излучения являются энергетическая экспозиция (Н, Дж/м2) и освещенность (Е, Вт/м2), а также энергия W (Дж) и мощность Р (Вт) излучения, которые связаны соотношениями:

где Sa – площадь ограничивающей апертуры, через которую проходит лазерный луч, м2.

Предельно допустимые уровни лазерного излучения (НПДУ, ЕПДУ, WПДУ, РПДУ) устанавливаются при воздействии на глаза и кожу при однократном и хроническом облучении для трех диапазонов длин волн (0,2–0,4 мкм; 0,4–1,4 мкм и свыше 1,4 мкм).

197

Гигиеническая оценка лазерного излучения или дозиметрический его контроль заключается в сопоставлении нормируемых характеристик лазерного излучения на рабочем месте или рабочей зоне с предельно допустимыми их значениями.

Различают две формы дозиметрического контроля – предупредительный (оперативный) дозиметрический контроль и индивидуальный дозиметрический контроль.

Предупредительный дозиметрический контроль заключается в определении максимальных уровней нормируемых энергетических характеристик лазерного излучения в точках на границе рабочей зоны, а индивидуальный – в изучении этих параметров излучения, воздействующего на глаза (кожу) конкретного работающего в течение рабочего дня.

Предупредительный дозиметрический контроль лазерного излучения должен проводиться не реже одного раза в год.

Количественные значения характеристик и поправочных коэффициентов, используемых для расчета ПДУ, указаны в таблице 3.15.

Таблица 3.15 Предельно допустимые уровни лазерного излучения

Зависимость диаметра зрачка dз глаза от фоновой освещенности роговицы глаза Фр, измеряемой при работающем лазере, приводится ниже.

Формулы расчета значений предельно допустимых уровней лазерного излучения с учетом перечисленных характеристик приведены в таблице 3.16.

198